CN115667991A - 电磁波检测装置及测距装置 - Google Patents

Abstract

提供一种降低获取图像和检测电磁波的时刻的偏差的电磁波检测装置以及测距装置。电磁波检测装置(10)具备：图像信息获取部(141)，其获取对象(ob)所在的空间的图像信息；轮廓检测部(142)，其检测图像信息中包含的对象的轮廓；照射系统(111)，其向空间照射电磁波；照射控制部(143)，其控制照射系统，向空间中的与对象的轮廓对应的方向照射电磁波；以及第一检测部(20)，其检测电磁波被对象反射后的反射波。

Description

电磁波检测装置及测距装置

本申请要求日本专利申请2020-089145号(2020年5月21日申请)的优先权，在此引入该在先申请的全部内容作为参照。

技术领域

本公开涉及电磁波检测装置及测距装置。

背景技术

近年来，开发了一种根据检测电磁波的多个检测器的检测结果获得与周围有关的信息的装置。例如，已知一种降低了各检测器的检测结果中的坐标系的差异的电磁波检测装置(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-200927号公报

发明内容

根据第一方面的电磁波检测装置具备：

图像信息获取部，其获取对象所在的空间的图像信息；

轮廓检测部，其检测所述图像信息中所包含的所述对象的轮廓；

照射系统，其向所述空间照射电磁波；

照射控制部，其控制所述照射系统，向所述空间中的与所述对象的轮廓对应的方向照射所述电磁波；以及

第一检测部，其检测所述电磁波被所述对象反射后的反射波。

另外，根据第二方面的测距装置具备：

图像信息获取部，其获取对象所在的空间的图像信息；

轮廓检测部，其检测所述图像信息中所包含的所述对象的轮廓；

照射系统，其向所述空间照射电磁波；

照射控制部，其控制所述照射系统，向所述空间中的与所述对象的轮廓对应的方向照射所述电磁波；

第一检测部，其检测所述电磁波被所述对象反射后的反射波；以及

运算部，其基于所述第一检测部的检测信息，运算与所述对象之间的距离。

附图说明

图1是表示一实施方式所涉及的电磁波检测装置的概略结构的结构图。

图2是用于说明图1的电磁波检测装置的第一状态和第二状态下的电磁波的行进方向的图。

图3是用于说明距离的运算的时序图。

图4是表示对象所在的空间的图像的一例的图。

图5是表示图4的图像的轮廓的图。

图6是表示照射电磁波的位置的例子的图。

图7是表示图像信息的输出、轮廓检测以及照射控制的时刻的图。

图8是表示控制部的处理的流程图。

图9是表示电磁波检测装置的变形例的概略结构的结构图。

具体实施方式

图1是表示一实施方式所涉及的电磁波检测装置10的概略结构的结构图。电磁波检测装置10构成为具备照射系统111、光接收系统110和控制部14。在本实施方式中，对电磁波检测装置10具有一个照射系统111和一个光接收系统110的情况进行了说明，但照射系统111及光接收系统110不限于一个，也可以是多个光接收系统110的每一个分别与多个照射系统111的每一个对应的结构。

照射系统111具备照射部12和偏转部13。光接收系统110具备入射部15、分离部16、第一检测部20、第二检测部17、切换部18和第一后级光学系统19。控制部14具备图像信息获取部141、轮廓检测部142、照射控制部143、光接收控制部144和运算部145。关于本实施方式所涉及的电磁波检测装置10的各功能块的详细情况将在后面叙述。

在附图中，连接各功能块的虚线表示控制信号或通信的信息流。虚线所示的通信可以是有线通信，也可以是无线通信。另外，实线的箭头表示束状的电磁波。另外，在附图中，对象ob是电磁波检测装置10的被摄体。被摄体可以包括例如道路、中央隔离带、人行道、行道树、车辆等物品，也可以包含人。另外对象ob不限于一个。

电磁波检测装置10能够通过获取包含被摄体的图像并检测由被摄体反射后的反射波来识别被摄体。例如，电磁波检测装置10可以是搭载在车辆等上，检测行驶中接近的对象ob并通知给驾驶员的驾驶辅助装置。本实施方式所涉及的电磁波检测装置10具备运算部145，如后所述，其作为通过运算部145测量到对象ob的距离的测距装置而发挥作用。

(照射系统)

照射系统111向对象ob所在的空间照射电磁波。在本实施方式中，照射系统111经由偏转部13向对象ob所在的空间照射由照射部12照射的电磁波。作为另一个例子，照射系统111可以是照射部12向对象ob直接照射电磁波的结构。

照射部12照射红外线、可见光线、紫外线以及电波中的至少一种。在本实施方式中，照射部12照射红外线。另外，在本实施方式中，照射部12照射宽度较窄(例如0.5°)的束状电磁波。另外，照射部12以脉冲状照射电磁波。照射部12可以构成为包括例如LED(LightEmitting Diode，发光二极管)作为电磁波照射元件。另外，照射部12可以构成为包括例如LD(Laser Diode，激光二极管)作为电磁波照射元件。照射部12基于控制部14的控制来切换电磁波的照射以及停止。这里，照射部12可以由将多个电磁波照射元件排列成阵列状的LED阵列或LD阵列构成，同时照射多条波束。

偏转部13使照射部12照射的电磁波向多个不同的方向输出，来改变照射到对象ob所在的空间的电磁波的照射位置。向多个不同方向的输出可以通过偏转部13在改变方向的同时反射来自照射部12的电磁波来进行。例如，偏转部13在一维方向或二维方向上扫描对象ob。这里，在照射部12例如构成为LD阵列的情况下，偏转部13使从LD阵列输出的多个波束全部反射，并向同一方向输出。即，照射系统111相对于具有一个或多个电磁波照射元件的照射部12具有一个偏转部13。

偏转部13构成为，输出电磁波的空间即照射区域的至少一部分包含在光接收系统110中的电磁波的检测范围内。因此，经由偏转部13照射到对象ob所在的空间的电磁波的至少一部分被对象ob的至少一部分反射，从而可以在光接收系统110中检测到。这里，将从偏转部13输出的电磁波被对象ob的至少一部分反射后的电磁波称为反射波。

偏转部13例如包括MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)镜、多面镜以及电流计镜等。在本实施方式中，偏转部13包括MEMS镜。

偏转部13能够基于控制部14的控制，改变反射电磁波的方向。另外，偏转部13可以具有例如编码器等角度传感器，并且可以将由角度传感器检测的角度作为反射电磁波的方向信息通知给控制部14。在这种结构中，控制部14可以基于从偏转部13获取的方向信息来计算出电磁波的照射位置。另外，控制部14也可以基于为了使偏转部13改变反射电磁波的方向而输入的驱动信号来计算出照射位置。

(光接收系统)

在下文中，“包含反射波的电磁波”是指包含来自对象ob的反射波而入射到光接收系统110的电磁波。即，为了与从照射系统111照射的电磁波相区别，入射到光接收系统110的电磁波有时被称为“包含反射波的电磁波”。包含反射波的电磁波不仅包括从照射系统111照射的电磁波被对象ob反射后的反射波，还包括太阳光等外光、外光被对象ob反射后的光等。

入射部15是具有至少一个光学部件的光学系统，使作为被摄体的对象ob的像成像。光学部件包括例如透镜、镜、光圈以及光学滤波器等中的至少一个。

分离部16设置在入射部15和一次成像位置之间，该一次成像位置是从入射部15离开规定位置的对象ob的像的、由入射部15成像的成像位置。分离部16根据波长将包含反射波的电磁波分离成沿第一方向d1或第二方向d2行进。

在本实施方式中，分离部16将包含反射波的电磁波的一部分向第一方向d1反射，并且将另一部分向第二方向d2透过。在本实施方式中，分离部16将入射的电磁波中的太阳光等环境光被对象ob反射后的可见光向第一方向d1反射。另外，分离部16将入射的电磁波中的照射部12照射的红外线被对象ob反射后的红外线向第二方向d2透过。作为另一个例子，分离部16可以使入射的电磁波的一部分向第一方向d1透过，使电磁波的另一部分向第二方向d2反射。另外，分离部16可以使入射的电磁波的一部分向第一方向d1折射，使电磁波的另一部分向第二方向d2折射。分离部16例如是半反射镜、分束器、分色镜、冷反射镜、热反射镜、金属面镜、偏转元件以及棱镜等。

第二检测部17设置在从分离部16沿第一方向d1行进的电磁波的路径上。第二检测部17设置在第一方向d1上的对象ob的成像位置或成像位置的附近。第二检测部17检测从分离部16沿第一方向d1行进的电磁波。

另外，第二检测部17也可以相对于分离部16配置成从分离部16向第一方向d1行进的电磁波第一行进轴与第二检测部17的第一检测轴平行。第一行进轴是从分离部16向第一方向d1行进的、以放射状扩散的同时传播的电磁波的中心轴。在本实施方式中，第一行进轴是将入射部15的光轴延伸至分离部16并在分离部16中以与第一方向d1平行的方式弯折的轴。第一检测轴是通过第二检测部17的检测面的中心并垂直于检测面的轴。

并且，第二检测部17可以以第一行进轴和第一检测轴的间隔为第一间隔阈值以下的方式配置。另外，第二检测部17可以以第一行进轴和第一检测轴一致的方式配置。在本实施方式中，第二检测部17被配置成第一行进轴和第一检测轴一致。

另外，第二检测部17可以相对于分离部16以第一行进轴与第二检测部17的检测面所成的第一角度为第一角度阈值以下或者规定的角度的方式配置。在本实施方式中，第二检测部17被配置成第一角度为90°。

在本实施方式中，第二检测部17是无源传感器。在本实施方式中，更具体地说，第二检测部17包括元件阵列。例如，第二检测部17包括图像传感器或成像阵列等摄像元件，拍摄在检测面上成像的电磁波的像，生成包含所拍摄的对象ob的空间的图像信息。

在本实施方式中，更具体而言，第二检测部17拍摄可见光的像。第二检测部17将生成的图像信息作为信号发送到控制部14。第二检测部17可以拍摄红外线、紫外线以及电波的像等可见光以外的像。

切换部18设置在从分离部16向第二方向d2行进的电磁波的路径上。切换部18设置在对象ob在第二方向d2上的一次成像位置或一次成像位置附近。

在本实施方式中，切换部18设置在成像位置。切换部18具有使通过了入射部15和分离部16的电磁波入射的作用面as。作用面as由沿二维状排列的多个切换元件se构成。作用面as是在后述的第一状态和第二状态中的至少一状态下使电磁波产生例如反射和透过等作用的面。

切换部18能够对每个切换元件se切换为使入射到作用面as上的电磁波向第三方向d3行进的第一状态、和向第四方向d4行进的第二状态。在本实施方式中，第一状态是将入射到作用面as的电磁波向第三方向d3反射的第一反射状态。另外，第二状态是将入射到作用面as的电磁波向第四方向d4反射的第二反射状态。

在本实施方式中，更具体地说，切换部18在每个切换元件se包含反射电磁波的反射面。切换部18通过任意地变更每个切换元件se的各个反射面的朝向，来对每个切换元件se切换第一反射状态和第二反射状态。

在本实施方式中，切换部18例如包括DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜装置)。DMD能够通过驱动构成作用面as的微小的反射面来针对每个切换元件se将反射面相对于作用面as切换为+12°和-12°中的任一个的倾斜状态。作用面as平行于载置DMD中的微小的反射面的基板的板面。

切换部18基于控制部14的控制，对每个切换元件se切换第一状态和第二状态。例如，如图2所示，切换部18通过同时将一部分切换元件se1切换为第一状态，能够使入射到切换元件se1的电磁波向第三方向d3行进，通过将另一部分切换元件se2切换为第二状态，能够使入射到切换元件se2的电磁波向第四方向d4行进。更具体地说，控制部14基于来自偏转部13的方向信息，检测电磁波被照射的方向或电磁波被照射的位置。然后，将与检测出的电磁波的照射方向或照射位置对应的切换元件se1设为第一状态，将除此以外的切换元件se1设为第二状态，由此使来自对象ob的反射波选择性地向第三方向d3行进。通过了分离部16的电磁波中的、来自对象ob的反射波以外的电磁波向第四方向d4行进，因此不会入射到第一检测部20。

如图1所示，第一后级光学系统19设置在从切换部18开始的第三方向d3上。第一后级光学系统19例如包括透镜和反射镜中的至少一个。第一后级光学系统19对作为在切换部18中切换了行进方向的电磁波的对象ob的像进行成像。

第一检测部20检测反射波。第一检测部20配置在能够检测出由切换部18向第三方向d3行进后经由第一后级光学系统19行进的电磁波的位置。第一检测部20检测经由第一后级光学系统19的电磁波、即沿第三方向d3行进的电磁波，并输出检测信号。

另外，第一检测部20可以与切换部18一起，相对于分离部16以从分离部16向第二方向d2行进并由切换部18将行进方向切换为第三方向d3的电磁波的第二行进轴与第一检测部20的第二检测轴平行的方式配置。第二行进轴是从切换部18向第三方向d3行进的、以放射状扩散的同时传播的电磁波的中心轴。在本实施方式中，第二行进轴是将入射部15的光轴延伸至切换部18并在切换部18中以与第三方向d3平行的方式弯折的轴。第二检测轴是通过第一检测部20的检测面的中心并垂直于检测面的轴。

进而，第一检测部20可以与切换部18一起以第二行进轴和第二检测轴的间隔为第二间隔阈值以下的方式配置。第二间隔阈值可以是与第一间隔阈值相同的值，也可以是不同的值。另外，第一检测部20可以以第二行进轴和第二检测轴一致的方式配置。在本实施方式中，第一检测部20被配置成第二行进轴和第二检测轴一致。

另外，第一检测部20可以与切换部18一起，相对于分离部16以第二行进轴与第一检测部20的检测面所成的第二角度为第二角度阈值以下或规定的角度的方式配置。第二角度阈值可以是与第一角度阈值相同的值，也可以是不同的值。在本实施方式中，如上所述，第一检测部20被配置成第二角度为90°。

在本实施方式中，第一检测部20是检测从照射部12向对象ob照射的电磁波的反射波的有源传感器。第一检测部20例如包括APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)、PD(Photo Diode，光电二极管)和测距图像传感器等单一的元件。另外，第一检测部20可以包括APD阵列、PD阵列、测距成像阵列、以及测距图像传感器等元件阵列。

在本实施方式中，第一检测部20将表示检测到来自被摄体的反射波的情况的检测信息作为信号发送到控制部14。更具体地说，第一检测部20检测红外线的频带的电磁波。

另外，在本实施方式中，第一检测部20作为用于测定到对象ob的距离的检测元件使用。换言之，第一检测部20是构成测距传感器的元件，只要能够检测电磁波即可，不需要在检测面上成像。因此，第一检测部20可以不设置在第一后级光学系统19的成像位置即二次成像位置。即，在该结构中，第一检测部20只要是配置在来自所有视角的电磁波能够入射到检测面上的位置即可，可以配置在通过切换部18向第三方向d3行进后经由第一后级光学系统19行进的电磁波的路径上的任意位置。

通过具有如上所述的结构，电磁波检测装置10使图像上的规定位置与用于测定该位置的距离的反射波的光轴一致。

(控制部)

图像信息获取部141从第二检测部17获取对象ob所在的空间的图像信息。更具体地说，图像信息获取部141包括暂时存储数行的图像信息并输出到轮廓检测部142的行缓冲器。行缓冲器例如由半导体存储器或磁存储器等构成。

轮廓检测部142检测从图像信息获取部141获取的图像信息中所包含的对象ob的轮廓。轮廓检测部142可以在一维或二维的方向上检测对象ob的轮廓。轮廓检测部142可以使用例如拉普拉斯法(Laplacian)、索贝尔法(Sobel)或坎尼法(Canny)等。不限定轮廓检测的方法。

照射控制部143控制照射系统111。照射控制部143例如使照射部12切换电磁波的照射和停止。照射控制部143例如使偏转部13改变反射电磁波的方向。如后面详细说明的那样，照射控制部143基于轮廓检测部142检测出的对象ob的轮廓信息，以使照射系统111向空间中的与对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波的方式进行控制。

光接收控制部144控制光接收系统110。光接收控制部144例如使切换部18针对每个切换元件se切换第一状态和第二状态。

运算部145基于第一检测部20的检测信息，运算与对象ob之间的距离。运算部145能够基于所获取的检测信息，例如以ToF(Time-of-Flight，飞行时间)方式运算距离。

如图3所示，控制部14通过向照射部12输入电磁波放射信号，使照射部12照射脉冲状的电磁波(参照“电磁波放射信号”栏)。照射部12基于所输入的电磁波放射信号来照射电磁波(参照“照射部放射量”栏)。由照射部12照射且由偏转部13反射而照射到对象ob所在的空间即照射区域的电磁波在照射区域中反射。控制部14将照射区域的反射波的基于入射部15的在切换部18中的成像区域中的至少一部分切换元件se切换为第一状态，将其他切换元件se切换为第二状态。并且，第一检测部20当检测到照射区域中的被反射后的电磁波时(参照“电磁波检测量”栏)，将检测信息通知给控制部14。

运算部145获取包含检测信息的上述的信号的信息。运算部145例如包括时间计测LSI(Large Scale Integrated circuit，大规模集成电路)，计测从使照射部12照射电磁波的时期T1到获取检测信息(参照“检测信息获取”栏)的时期T2为止的时间ΔT。运算部145通过将时间ΔT乘以光速并且除以2，计算出到照射位置为止的距离。

这里，控制部14可以包括一个以上的处理器。处理器可以从可访问的存储器加载程序，作为图像信息获取部141、轮廓检测部142、照射控制部143、光接收控制部144以及运算部145进行动作。处理器可以包括通过读取特定程序来执行特定功能的通用处理器以及专用于特定处理的专用处理器中的至少一个。专用处理器可以包括面向特定用途的IC(ASIC；Application Specific Integrated Circuit，应用型专用集成电路)。处理器可以包括可编程序逻辑设备(PLD；Programmable Logic Device)。PLD可以包括FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。控制部14可以包括一个或多个处理器协作的SoC(System-on-a-Chip，系统级芯片)和SiP(System In a Package，系统级封装)中的至少一个。

(获取图像和检测电磁波的时刻)

上述结构的电磁波检测装置10能够通过第二检测部17获取包括作为被摄体的对象ob的图像，并通过第一检测部20检测反射波来计算到对象ob的距离。通常，检测包含反射波的电磁波所需的时间比通过摄像元件等获取1帧的图像所需的时间长。例如，使用摄像元件能够在一秒内获取30帧的1920×1080像素的图像。另一方面，在接收所照射的电磁波的反射波进行距离测定所需的时间中，有时在1点需要20μs。因此，在对整个空间进行基于波束的扫描的现有技术中，在根据摄像元件的获取图像的帧速率来检测电磁波的情况下，电磁波的检测的分辨率非常低。例如，在1秒钟内以30帧执行电磁波的检测的情况下，由于仅能测定54×31个点，因此不能适当地进行关于对象ob的距离测定。另外，在现有技术中，当提高电磁波检测的分辨率时，距离测定的帧速率降低，获取图像的时刻和检测电磁波的时刻产生较大的偏差。在前面的例子中，在以240×135点执行电磁波的检测的情况下，距离测定的帧速率为1.5左右，有可能对应于20帧以上之前的图像来检测电磁波。换言之，在由电磁波检测装置进行的1帧的距离测定完成的期间，由摄像元件能够获取20帧以上的图像，因此最新的图像的获取时刻与进行距离测定的时刻大不相同。本实施方式所涉及的电磁波检测装置10如以下说明的那样，通过照射系统111基于对象ob的轮廓信息照射电磁波，来减少每帧的照射电磁波的次数，从而解决这样的问题。

图4是表示对象ob所在的空间的图像的一例的图。在下文中，有时将图4的图像称为拍摄图像50。拍摄图像50是1帧的图像，例如具有1920×1080像素的尺寸。在拍摄图像50中，对象ob是天空、山、道路、白线、侧壁以及中央隔离带。拍摄图像50是搭载有电磁波检测装置10的行驶中的车辆的前方的图像，中心C位于车辆的行驶方向的前方。

图像信息获取部141从第二检测部17以行为单位获取拍摄图像50的图像信号。即，图像信息获取部141不是以帧为单位，而是以一部分的部分信息为单位来获取对象ob所在的空间的图像信息。在本实施方式中，图像信息获取部141包括8行的行缓冲器，获取8行的部分信息作为单位。例如，图像信息获取部141获取空间的一部分的图像信息即第一部分信息51和与第一部分信息51不同的、空间的一部分的图像信息即第二部分信息52。第一部分信息51和第二部分信息52分别是8行的部分信息。图像信息获取部141的行缓冲器在获取第一部分信息51之后，覆盖并获取第二部分信息52。另外，图像信息获取部141在将第一部分信息51输出到轮廓检测部142之后，输出第二部分信息52。

图5是表示图4的拍摄图像50的轮廓的图。在下文中，有时将图5的图像称为轮廓图像60。轮廓图像60对应于对轮廓检测部142所提取的拍摄图像50的轮廓的结果进行图像化而得到的图像。在轮廓图像60中，提取并示出了作为对象ob的天空、山、道路、白线、侧壁以及中央隔离带的边界部分。轮廓图像60的中心C位于与拍摄图像50相同的位置。

轮廓检测部142从图像信息获取部141以行为单位获取拍摄图像50的图像信号。轮廓检测部142能够获取图像信息获取部141的行缓冲器的容量范围内的图像信号。如本实施方式那样，轮廓检测部142可以按每行获取部分信息，在每次获取时根据获取的一行的部分信息执行轮廓检测。作为另一个例子，轮廓检测部142可以一次获取图像信息获取部141的行缓冲器能够存储的8行的部分信息，根据所获取的8行的部分信息执行轮廓检测。在本实施方式中，轮廓检测部142将针对8行的部分信息的轮廓信息作为单位输出到照射控制部143。例如，轮廓检测部142在基于8行的第一部分信息51检测对象ob的轮廓即第一轮廓之后，基于8行的第二部分信息52检测对象ob的轮廓即第二轮廓。并且，轮廓检测部142在将第一轮廓信息61输出到照射控制部143之后，将第二轮廓信息62输出到照射控制部143。

图6是表示照射系统111照射电磁波的位置的例子的图。图6所示的第一轮廓信息61是将图5的第一轮廓信息61放大后的信息。第一轮廓信息61所包含的12条线表示部分信息所包含的对象ob的轮廓。当获取到第一轮廓信息61的情况下，照射控制部143控制照射系统111，在空间中的与对象ob的轮廓对应的方向上照射电磁波。即，照射控制部143控制照射系统111，使得在照射方向与对象ob的轮廓对应的情况下照射脉冲状的电磁波，在照射的方向与对象ob的轮廓不对应的情况下不照射电磁波而移动到下一个轮廓位置。在电磁波检测装置10中，由于用于获取空间中的规定位置的图像的光与用于测定该位置的距离的反射波的光轴一致，因此能够对与对象ob的轮廓对应的方向准确地照射电磁波。

这里，对象ob的轮廓有时在水平或垂直方向上具有长度。照射控制部143例如可以将连续的轮廓的中点的位置确定为轮廓位置P₁～P₁₂，在实际的空间中向与轮廓位置P₁～P₁₂对应的方向照射电磁波。照射控制部143在获取了第二轮廓信息62的情况下也同样地控制照射系统111，向空间中的与对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波。即，照射控制部143在向空间中的与第一轮廓对应的方向照射电磁波之后，向空间中的与第二轮廓对应的方向照射电磁波。

向与轮廓位置P₁～P₁₂对应的方向照射电磁波，能够可靠地向想要测定距离的对象ob所在的位置照射电磁波。例如，如果以等间隔照射电磁波，则有时不会对位于照射点之间的小的对象ob照射电磁波。本实施方式所涉及的电磁波检测装置10通过照射系统111基于对象ob的轮廓信息照射电磁波，从而能够可靠地向对象ob存在的方向照射电磁波。

可以基于第一检测部20检测反射波的时间来确定上限值，该上限值是照射系统111每帧能够照射电磁波的点的数量。例如，在第二检测部17每秒检测30帧的1920×1080像素的图像的情况下，在240μs内检测出行缓冲器能够存储的8行的部分信息。但是，考虑到消隐期间，一行的图像的检测时间为30μs。与此相对，第一检测部20检测所照射的电磁波的反射波所需的时间是每点20μs。照射系统111的电磁波的照射根据8行的部分信息的轮廓检测来执行。因此，在该例子中，上限值是通过将240μs除以20μs而得到的12。照射控制部143控制照射系统111，以使照射的方向例如沿水平方向移动，用上限值以下的点照射电磁波。照射系统111例如可以在使照射的方向偏向一个方向的期间执行上限值的电磁波照射，也可以在使照射的方向往返的期间执行上限值的电磁波照射。作为后者的具体例，照射系统111可以以240μs在水平方向上以往返一次的方式偏向，在向一个方向偏向的期间执行6点的电磁波照射，在向另一方向偏向的期间执行另外的6点的电磁波照射。

这里，拍摄图像50中的第三部分信息53是8行的空的图像的部分信息。轮廓图像60中的第三轮廓信息63与第三部分信息53对应，但一个轮廓也不包含。例如，在照射控制部143获取第三轮廓信息63的情况下，照射控制部143可以使照射系统111不照射电磁波。照射控制部143可以在获取的轮廓信息所包含的轮廓数量小于上限值的情况下，对小于上限值的点照射电磁波。即，照射控制部143可以仅向空间中的与轮廓对应的方向照射电磁波。

照射控制部143在对象ob的轮廓的数量超过上限值的情况下，可以向与不超过上限值的优先顺序高的对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波。优先顺序例如可以以接近空间的拍摄图像50的中心C的对象ob的轮廓变高的方式来确定。即，与位于拍摄图像50的周边部的对象ob相比，可以确定为接近中心C的对象ob的优先顺序高。作为另一个例子，优先顺序可以按照轮廓中的清晰的轮廓变高的方式来确定。即，可以优先检测确实为对象ob的边界的部分。作为另一个例子，优先顺序可以按照位于较近的部分的对象ob的轮廓变高的方式来确定。即，可以优先进行需要尽快执行危险回避行为等应对的附近的对象ob的检测。另外，作为另一个例子，优先顺序可以基于搭载有电磁波检测装置10的车辆等的移动速度来确定。即，在移动速度快的情况下，可以使位于远方的对象ob优先，在移动速度慢的情况下，可以使位于附近的对象ob优先。另外，作为另一个例子，可以根据从拍摄的图像识别出的对象ob的种类、对象ob的大小以及对象ob向左右方向的移动速度来确定优先顺序。

图7是例示图像信息的输出、轮廓检测以及照射控制的时刻的图。图像信息获取部141将暂时存储在行缓冲器中的8行的部分信息(例如第一部分信息51)输出到轮廓检测部142。在该例子中，图像信息获取部141将一行的部分信息分成8次输出到轮廓检测部142。轮廓检测部142在每次获取一行的部分信息时执行轮廓检测。轮廓检测部142执行第一部分信息51的轮廓检测，并将第一轮廓信息61输出到照射控制部143。照射控制部143基于第一轮廓信息61，以使照射系统111向空间中的与对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波的方式进行控制。此时，图像信息获取部141将暂时存储在行缓冲器中的8行的部分信息(例如第二部分信息52)输出到轮廓检测部142。轮廓检测部142执行第二部分信息52的轮廓检测，将第二轮廓信息62输出到照射控制部143。照射控制部143基于第二轮廓信息62，以使照射系统111向空间中的与对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波的方式进行控制。以这种方式，将一部分的图像信息即部分信息作为单位，图像信息获取部141、轮廓检测部142以及照射控制部143并行地执行处理。此时，在从获取图像到照射系统11照射电磁波为止的延迟中，包含将部分信息存储在行缓冲器中时的延迟和轮廓检测处理引起的延迟。

(电磁波检测方法)

本实施方式所涉及的电磁波检测装置10的控制部14例如按照图8的流程图执行1帧的电磁波检测。

控制部14的图像信息获取部141从第一检测部20获取对象ob所在的空间的图像信息(步骤S1)。控制部14的图像信息获取部141不是以帧整体而是以一部分的部分信息为单位获取图像信息。

控制部14的轮廓检测部142检测从图像信息获取部141输出的部分信息中所包含的对象ob的轮廓(步骤S2)。

控制部14的照射控制部143使照射系统111向空间中的与对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波。控制部14并行地设定下一个部分信息(步骤S3)。下一个部分信息的设定是，例如在基于第一部分信息51执行照射电磁波的控制的情况下，以能够获取下一个第二部分信息52的方式变更控制部14中的参数(作为具体例指定行位置的变量)。

控制部14在结束了获取1帧的图像信息的情况下(步骤S4的“是”)，结束一系列的处理。控制部14在未获取1帧的图像信息的情况下(步骤S4的“否”)，返回步骤S1的处理。

如上所述，本实施方式所涉及的电磁波检测装置10根据上述的结构，向空间中的与对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波。因此，电磁波检测装置10可以即使不提高电磁波的检测的分辨率，也能够确实地向对象ob所在的位置照射电磁波。因此，能够降低获取图像的时刻和检测电磁波的时刻的偏差。

另外，优选地，电磁波检测装置10获取第一部分信息51，基于从第一部分信息51中所获取的第一轮廓信息61，向轮廓位置的方向照射电磁波，并且获取第二部分信息52。电磁波检测装置10通过这样的并行处理，能够进一步降低获取图像的时刻与检测电磁波的时刻之间的偏差。即，能够进一步降低获取对象ob的图像的时刻与对该对象ob进行测距测定的时刻之间的偏差。

在本实施例中，构成为向与对象ob的轮廓对应的方向照射电磁波，当根据部分信息不能检测出对象ob的轮廓时，或者当能够检测出的轮廓部分比上限值少时，可以向与在上限值的范围内不能检测出轮廓的部位对应的方向照射电磁波。在这种情况下，电磁波检测装置10例如可以等间隔地照射电磁波等。

(变形例)

尽管基于各附图和实施例对本公开进行了说明，但是应当注意的是，对本领域技术人员来说可以容易地基于本公开进行各种变形和修改。因此，应当注意的是，这些变形和修改包括在本公开的范围内。

在上述的实施方式中，如上所述，电磁波检测装置10是通过直接测定从照射激光到返回激光为止的时间的DirectToF来生成距离信息的结构。然而，电磁波检测装置10不限于这样的结构。例如，电磁波检测装置10可以通过FlashToF生成距离信息，该FlashToF以一定的周期照射电磁波，根据所照射的电磁波和返回的电磁波之间的相位差，间接地测定到返回为止的时间。另外，电磁波检测装置10可以通过其他ToF方式，例如，PhasedToF来生成距离信息。

在上述的实施方式中，切换部18能够将入射到作用面as的电磁波的行进方向切换为两个方向，但也能够不切换为两个方向中的任一个，而是切换为三个以上的方向。

在上述的实施方式的切换部18中，第一状态和第二状态是将入射到作用面as的电磁波分别向第三方向d3反射的第一反射状态和向第四方向d4反射的第二反射状态，但也可以是其他的方式。

例如，如图9所示，第一状态可以是使入射到作用面as的电磁波透过并向第三方向d3行进的透过状态。更具体地说，切换部181可以包括针对每个切换元件具有将电磁波向第四方向d4反射的反射面的快门。在这种结构的切换部181中，通过开闭每个切换元件的快门，能够针对每个切换元件切换作为第一状态的透过状态和作为第二状态的反射状态。

作为这种结构的切换部181，例如能够列举出包括将能够开闭的多个快门排列成阵列状的MEMS快门的切换部。另外，切换部181能够列举出包括液晶快门的切换部，该液晶快门能够根据液晶取向来切换照射电磁波的反射状态和透过电磁波的透过状态。在这种结构的切换部181中，通过切换每个切换元件的液晶取向，能够针对每个切换元件切换作为第一状态的透过状态和作为第二状态的反射状态。

另外，在电磁波检测装置10中，光接收系统110可以进一步具备第二后级光学系统和第三检测部。第二后级光学系统设置在从切换部18开始的第四方向d4设置，使对象ob的像成像。第三检测部设置在由切换部18向第四方向d4行进后经由第二后级光学系统行进的电磁波的路径上，检测向第四方向d4行进的电磁波。

另外，在上述的实施方式中，电磁波检测装置10具有第二检测部17为无源传感器、第一检测部20为有源传感器的结构。然而，电磁波检测装置10不限于这种结构。例如，在电磁波检测装置10中，无论是第二检测部17和第一检测部20都是有源传感器的结构，还是无源传感器的结构，都可以得到与上述的实施方式类似的效果。

在本实施方式中，控制部14具备运算部145。本实施方式所涉及的电磁波检测装置10，运算部145测定到对象ob的距离，具有作为测距装置的功能。这里，电磁波检测装置10并不限定测定距离的装置。例如，电磁波检测装置10可以是检测路上的障碍物即对象ob的存在并发出警告的装置。此时，控制部14可以是不包含运算部145的结构。另外，运算部145也可以不包含在控制部14中，而与控制部14分开设置。

虽然在上述的实施方式中对代表性的例子进行了说明，但是对于本领域技术人员来说，在本公开的精神和范围内，能够进行很多变更和置换，这是显而易见的。因此，本公开不应被解释为限于上述实施方式，而且在不脱离权利要求的范围的情况下能够进行各种变形和变更。例如，能够将实施方式的结构图中记载的多个结构块组合成一个，或者将一个结构块进行分割。

另外，虽然将本公开的解决方案作为装置进行了说明，但本公开也可以作为包含以上这些的方式来实现，另外，也可以作为与以上这些实质上相当的方法、程序、存储了程序的存储介质来实现，应当理解的是，本发明的范围也包括以上这些。

附图标记说明

10电磁波检测装置

12照射部

13偏转部

14控制部

15入射部

16分离部

17第二检测部

18、181切换部

19第一后级光学系统

20第一检测部

21运算部

50拍摄图像

51第一部分信息

52第二部分信息

53第三部分信息

60轮廓图像

61第一轮廓信息

62第二轮廓信息

63第三轮廓信息

110光接收系统

111照射系统

141图像信息获取部

142轮廓检测部

143照射控制部

144光接收控制部

145运算部

as作用面

d1、d2、d3、d4第一方向、第二方向、第三方向、第四方向

ob对象

Claims (10)

1.一种电磁波检测装置，其中，具备：

图像信息获取部，其获取对象所在的空间的图像信息；

轮廓检测部，其检测所述图像信息中所包含的所述对象的轮廓；

照射系统，其向所述空间照射电磁波；

照射控制部，其控制所述照射系统，向所述空间中的与所述对象的轮廓对应的方向照射所述电磁波；以及

第一检测部，其检测所述电磁波被所述对象反射后的反射波。

2.根据权利要求1所述的电磁波检测装置，其中，

所述照射控制部不向与不是所述对象的轮廓的部分对应的方向照射所述电磁波。

3.根据权利要求1或2所述的电磁波检测装置，其中，

当所述对象的轮廓的数量超过基于从所述照射系统照射所述电磁波到所述第一检测部检测到所述反射波为止的时间而确定的上限值时，所述照射控制部向与不超过所述上限值的优先顺序高的所述对象的轮廓对应的方向照射所述电磁波。

4.根据权利要求3所述的电磁波检测装置，其中，

所述优先顺序以接近所述空间图像的中心的所述对象的轮廓变高的方式来确定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电磁波检测装置，其中，

所述图像信息获取部获取第一部分信息和第二部分信息，所述第一部分信息是所述空间的一部分的图像信息，所述第二部分信息是所述空间的一部分的图像信息，所述第二部分信息与所述第一部分信息不同，

所述轮廓检测部在基于所述第一部分信息检测出作为所述对象的轮廓的第一轮廓之后，基于所述第二部分信息检测出作为所述对象的轮廓的第二轮廓，

所述照射控制部在向所述空间中的与所述第一轮廓对应的方向照射所述电磁波之后，向所述空间中的与所述第二轮廓对应的方向照射所述电磁波。

6.根据权利要求5所述的电磁波检测装置，其中，

在所述照射系统向与所述第一轮廓对应的方向照射所述电磁波的期间，所述图像信息获取部获取所述第二部分信息。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁波检测装置，其中，具备：

分离部，其以使包含所述反射波的电磁波沿第一方向和第二方向行进的方式分离；以及

第二检测部，其检测沿所述第一方向行进的电磁波，

所述图像信息获取部获取基于所述第二检测部的检测信息的所述空间的图像信息。

8.根据权利要求7所述的电磁波检测装置，其中，具备：

切换部，其具有多个切换元件，所述多个切换元件能够将沿所述第二方向行进的电磁波切换为使该电磁波沿第三方向行进的第一状态或者使该电磁波沿第四方向行进的第二状态；以及

光接收控制部，其根据从所述照射系统输出的电磁波的照射方向或照射位置，将所述多个切换元件分别切换为所述第一状态或所述第二状态，

所述分离部使所述反射波向所述第二方向行进，

所述第一检测部配置在能够检测向所述第三方向行进的电磁波的位置。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电磁波检测装置，其中，

所述电磁波检测装置构成为，用于获取关于所述对象的规定位置的图像信息的光的光轴与所述第一检测部所检测出的来自所述规定位置的所述反射波的光轴一致。

10.一种测距装置，其中，具备：

图像信息获取部，其获取对象所在的空间的图像信息；

轮廓检测部，其检测所述图像信息中所包含的所述对象的轮廓；

照射系统，其向所述空间照射电磁波；

照射控制部，其控制所述照射系统，向所述空间中的与所述对象的轮廓对应的方向照射所述电磁波；

第一检测部，其检测所述电磁波被所述对象反射后的反射波；以及

运算部，其基于所述第一检测部的检测信息，运算与所述对象之间的距离。

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